实验8 超声波细胞破碎机在生物工程中的应用
酵母细胞的破碎及破碎率的测定
试验一酵母细胞的破碎及破碎率的测定一、实验目的1.掌握超声波破碎细胞的原理和操作；2.学习细胞破碎率的评价方法。
二、实验原理频率超过15～20kHz的超声波，在较高的输入功率下（100～250W）可破碎细胞。
本实验采用JY95-2D超生波细胞粉碎机，其工作原理是：JY92-2D超声波细胞粉碎机由超声波发生器和换能器两部分组成。
超声波发生器（电源）是将2 20V、50Hz的单相电通过变频器件变为20～25Hz、约600V的交变电能，并以适当的阻抗与功率匹配来推动换能器工作，做纵向机械振动，震动波通过浸入在样品中的钛合金变速杆对破碎的各类细胞产生空化效应，从而达到破碎细胞的目的。
三、实验器材超声波细胞破碎机，电子显微镜，酒精灯，载玻片，血细胞计数板，接种针。
四、试剂和材料（1）酵母细胞悬浮液 0.2g/mL的啤酒酵母溶于50mmol/L乙酸钠-乙酸缓冲溶液（pH为4.7）。
（2）马铃薯培养基①马铃薯（去皮切块）200g；②琼脂20g；③蔗糖20g；④蒸馏水1000mL；⑤pH为6.5。
选优质马铃薯去皮切块，加水煮沸30min，然后用纱布过滤，再加糖及琼脂，融化后补充加水至1000mL，分装，115℃灭菌20min。
五、操作步骤（1）啤酒酵母的培养①菌种纯化。
将酵母菌种转接至斜面培养基上，28～30℃，培养3～4d，培养成熟后，用接种环取一环酵母菌至8mL液体培养基中，28～30℃，培养24h。
②扩大培养。
将培养成熟的8mL液体培养基中的酵母菌全部转接至80mL液体培养基的锥形瓶中，28～30℃，培养15～20h。
（2）破碎前计数取1mL酵母细胞悬浮液经适当稀释后，用血细胞计数板在显微镜下计数。
（3）细胞超声波破碎①将80mL酵母细胞悬浮液放入100mL容器中，液体浸没超声发射针1cm。
②打开开关，将频率设置中档，超声破碎1min，间歇1min，破碎20次。
③取1mL破碎后的细胞悬浮液经适当稀释后，滴一滴在血细胞计数板上，盖上盖玻片，用电子显微镜进行观察，计数。
超声波对微生物的影响及应用研究
超声波对微生物的影响及应用研究超声波技术是一种应用广泛的非破坏性检测手段，被广泛用于医学、生物、环境、食品等领域。
它是通过利用声波的物理性质与物质发生相互作用，达到测量、控制、影响等目的的一种手段。
近年来，随着微生物学的发展，超声波技术被应用于生物学领域，对微生物的影响及应用研究引起了人们的广泛关注。
超声波是机械波，具有频率高、能量大的特点。
在超声波作用下，微生物的细胞膜、细胞壁、细胞核等都有可能受到破坏或损伤，从而产生生物效应。
研究表明，超声波能够对微生物生长和代谢产生影响。
在不同的频率和功率下，超声波对细菌、真菌和病毒的杀灭作用不同，强度越大、频率越高，杀灭效果越好。
超声波技术对微生物的影响主要是通过产生机械震荡、产生射流、涡流等形成复杂的物理场效应，最终达到杀灭微生物的目的。
机械震荡的主要作用是在微生物细胞壁和细胞膜上产生张力和剪切力，导致细胞的断裂和破坏。
射流的主要作用是产生动静压差，使崩解的细菌、真菌、病毒等微生物被清除。
涡流的主要作用是使微生物受到超声波场的复杂影响，产生机械应力和热应力，导致细胞壁破裂、核酸释放等效应。
超声波技术在微生物领域的应用是多样的，其中最重要的是超声波清洗和杀菌。
超声波清洗是指利用超声波波动产生的穿透力、冲击力和涡流等作用力，将污物和杂质从微生物表面清除。
目前，超声波清洗技术被广泛应用于食品加工、生物制药、医疗器械等领域，已形成相对成熟的技术体系。
超声波杀菌技术是将微生物放入含有特定功率的超声波水中，在一定时间内进行杀菌处理。
其主要原理是超声波波动产生的几何形态和相互作用，能使细菌、真菌、病毒的DNA、RNA和蛋白质等分子结构发生变化和破坏，达到杀灭微生物的目的。
可以看出，超声波杀菌技术不仅不会对环境造成污染和毒害，而且具有快速、高效的特点，被广泛应用于医药、食品、水处理等领域。
此外，超声波技术还被用于微生物学研究中的超声诱变及超声转化技术。
超声诱变是指利用超声波震荡能量的作用，提高微生物的次生代谢产物的产生量。
2024年超声波细胞粉碎机市场规模分析
2024年超声波细胞粉碎机市场规模分析引言超声波细胞粉碎机是一种常用的实验室设备，用于将细胞或组织分解为更小的颗粒。
它利用超声波振动的能量，将细胞结构破坏，以释放细胞内的分子。
本文将对超声波细胞粉碎机市场进行规模分析。
市场概况近年来，生命科学研究领域的快速发展，以及对细胞研究的需求不断增加，推动了超声波细胞粉碎机市场的增长。
超声波细胞粉碎机通过其高效、快速和可靠的细胞破碎能力，成为生物学、生物医学和药物研发等领域中不可或缺的实验室设备。
市场驱动因素1.生物医学研究的持续进展，促使对细胞粉碎技术的需求增加。
2.超声波细胞粉碎技术相对于传统的机械破碎技术更加高效，受到研究人员的青睐。
3.医药行业中对新药研发的需求不断增加，推动了超声波细胞粉碎机市场的发展。
市场分析市场细分根据不同的应用领域和功能，超声波细胞粉碎机市场可以分为实验室和工业两个主要细分市场。
市场规模预计到2025年，全球超声波细胞粉碎机市场规模将达到X亿美元。
实验室市场预计将占据市场的主导地位，占总市场份额的X%，而工业市场将占据X%的市场份额。
地区分析根据地理位置，超声波细胞粉碎机市场可以分为北美洲、欧洲、亚太地区、中东和非洲以及拉丁美洲等地区。
在2019年，北美洲占据全球市场的主导地位，其市场份额超过X%。
欧洲位居第二，市场份额约为X%。
亚太地区是增长最快的市场之一，预计到2025年将成为全球最大市场之一。
市场竞争格局超声波细胞粉碎机市场竞争激烈，存在着多家领先企业。
这些企业通过技术创新、产品升级和市场推广来保持竞争优势。
同时，市场还面临来自新进入者的挑战。
主要的超声波细胞粉碎机供应商包括A公司、B公司和C公司等。
这些公司通过广泛的产品线、市场份额和合作关系来维持其行业地位。
市场前景随着细胞研究领域的不断扩大和技术的不断进步，超声波细胞粉碎机市场有望继续保持良好的增长态势。
同时，对新药研发的需求不断增加，也将推动市场的发展。
然而，市场仍面临一些挑战，如激烈的竞争和技术进步的不确定性。
超声波细胞破碎机原理
超声波细胞破碎仪就是将电能通过换能器转换为声能，这种能量通过液体介质而变成
一个个密集的小气泡，这些小气泡迅速炸裂，产生的象小炸弹一样的能量，从而起到
破碎细胞等物质的作用。
超声波细胞破碎仪具有破碎组织、细菌、病毒、孢子及其它细胞结构，匀质、乳化、
混合、脱气、崩解和分散、浸出和提取，加速反应等功能，故广泛应用于生物、医学、化学、制药、食品、化妆品、环保等实验室研究及企业生产。
超声破碎，是用频率大于1.6千周1} (}fiICG/Sy #7声波破坏液体培养基中的微生物的方法。
定义
超声波是由声波发生器产生的。
超声破碎在微生物酶学研究中，可用于破碎细胞。
用
广泛频率的声波测试了抗橄生物的活性，一般说来，频率越高，活性越大，但似乎不
存在一个最适的杀微生物频率。
超声破碎对革兰氏阴性菌的作用一般大于革兰氏阳性菌，而汗菌比球菌更敏感，抱子的抗性则比营养细胞大得多。
处理病毒得到}1}果是不
规律的，病毒粒子的形态可能影响处理效果(超声破碎一般并不认为是可靠的灭菌方法)。
超声处理的致死效应似乎是由千,(1y空腔形成(cavitation)，即在液体的一定时刻，声
波传播稀琉区域中形成微小的、短暂的气泡或蒸汽泡。
据悉，在空腔的形成和瓦解期间，微环境中发生巨大而突然的压力变化，使空腔内的或邻近空腔的细胞破裂(由于声能的吸收而恒定地产生的热效应与空腔效应不同)。
(Z)在空腔形成期间，在通气培养中过氧化氢和(或》单线态氧的形成。
细胞破碎仪使用方法
细胞破碎仪使用方法一、细胞破碎仪的概述细胞破碎仪是一种常用的实验室设备，用于破碎细胞并释放细胞内的生物大分子，如蛋白质、核酸等。
它广泛应用于生物医学研究、生物工程、生物制药等领域。
二、细胞破碎仪的分类细胞破碎仪主要分为机械破碎仪和超声波破碎仪两种。
1. 机械破碎仪机械破碎仪是通过机械力对细胞进行破碎的设备。
它主要包括珠磨研磨仪和高压破碎仪两种类型。
珠磨研磨仪是一种利用珠子的摩擦和冲击作用破碎细胞的设备。
使用时，首先将待破碎的细胞样品与珠子一同放入研磨管中，然后通过设备内部的研磨机构进行研磨，最终将细胞破碎并释放细胞内的生物大分子。
高压破碎仪则是利用高压力将细胞样品迅速破碎的设备。
使用时，将细胞样品放入高压破碎仪的破碎室中，设定好破碎压力和时间，启动设备后，高压力将细胞迅速破碎，并收集破碎后的细胞提取液。
2. 超声波破碎仪超声波破碎仪是利用超声波的震荡效应破碎细胞的设备。
使用时，将细胞样品与破碎液一同放入超声波破碎仪的破碎杯内，设定好合适的超声波功率和时间，启动设备后，超声波的震荡效应将细胞迅速破碎，并释放细胞内的生物大分子。
三、细胞破碎仪的使用步骤细胞破碎仪的使用步骤如下：1. 准备工作：先将细胞破碎仪进行预热，确保设备处于工作温度；同时准备好所需的破碎液和细胞样品。
2. 样品处理：将细胞样品收集并处理成适当的浓度。
如果需要破碎细胞壁，可以先使用酶解液进行酶解。
3. 样品加载：将处理好的细胞样品加入到细胞破碎仪的破碎杯中。
注意控制样品的量，避免过多或过少。
4. 设定参数：根据实验需要，设定好合适的破碎参数，如破碎时间、破碎压力或超声波功率等。
5. 破碎过程：启动细胞破碎仪，开始破碎过程。
在破碎过程中，要密切观察设备的工作状态，确保破碎效果良好。
6. 收集提取液：破碎完成后，将破碎杯中的提取液转移到离心管或其他收集容器中。
注意采取无菌操作，避免污染。
7. 后续处理：根据实验需要，可以对提取液进行离心、过滤等后续处理，以获得纯净的细胞内生物大分子。
超声破碎_论文-医学论文
工作原理“电源”将60Hz的市电转换成20000Hz的高频电能，该能量被输送到“换能器”中，并被转换成高频机械震动，再经“钛合金探头”的聚能和振幅位移放大后作用于液体中而产生强大的压力波，这个压力波则会形成成千上万的微观气泡，随着高频振动，气泡将迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时，由于液体间的相互碰撞产生的强大冲击波，在其周围产生一千个大气压的压力（即超声空化）。
它使得钛合金探头顶部产生强在力的剪切活动，并使得液体中的分子强力地被搅动。
该能量足以将细胞及各类无机物质破碎重组。
应用领域具有破碎组织、细菌、病毒、孢子、及其它细胞结构均质、乳化、混合、脱气、崩解和分散、浸出和提取、加速反应、小孔清洗等功能，广泛应用于生物、医学、化学、生物制品、制药、食品、化妆品、环保等实验室研究及企业生产。
大肠杆菌表达外源蛋白，在超声破碎的时候，用含有1%triton-X-100的PBS 悬浮，然后超声的效果较好，1%triton-X-100的作用还是很明显的，对其他的一些细菌同样起作用，比如链霉菌。
细菌沉淀直接加样品1buffer，再加5ul的巯基乙醇，混匀，离心，煮沸10min，直接上样，染色脱色步骤如下:将胶放入适量的染色液微波炉里加热1min(下次适当补点醋酸即可),将染色液换成大量的水(自来水即可)在微波炉煮10min 就可以。
在表达重组蛋白后超声波破碎细胞，采用冰浴，400w，破2s停1s，但是不一会就产生大量泡沫，影响了破碎功率，pbs和tris缓冲液都是这样，最后都是破碎不完全，而我的目的蛋白就在这些未破碎的细胞中。
1*会产生气泡是因为你的探头位置没放好。
探头一定要接近底部，约1cm（我一般是距底部0.5mm）。
功率根据仪器不同会有所不同，但你可以观察液面，有波动但不要太剧烈就好。
2*破3S停10S，破个二三十次看看。
3*变幅杆位置摆放也要注意，听声音如果不对的话就要及时调整。
另外可以从菌浓度方面考虑。
细胞工程-简答、论述.
简答1.何为单倍体的培养答:主要是指花药培养,即将花药在工人培养基上进行培养,从小孢子直接发育成胚状体.然后长成单倍体植株;或通过愈伤组织诱导分化出芽和根,最终长成植株.2.植物组织培养基的主要成份包括哪些？植物细胞培养基的组成？答：无机盐类、碳源、植物生长激素、有机氮源、天然物质、支持物质3.植物单细胞的制备方法答：机械法、酶解法和愈伤组织诱导法4.植物单细胞培养方法？答：平板培养发、看护培养法与饲养层培养、液体静臵培养法、细胞悬浮培养法。
5.植物细胞的保存方法？答：继代培养保存法、低温保存法和冰冻保存法。
6.植物悬浮培养细胞的同步方法？答：物理方法：提及选择法、冷处理法化学方法：饥饿法、抑制法、有丝分裂法7.植物细胞的特性？答：比微生物细胞大；以非均相集合细胞团存在；生长周期长。
8.植物细胞悬浮培养生长和增殖有哪几个阶段？答：延迟期、对数生长期、直线生长期、减缓期、静止期和衰亡期。
9.影响植物细胞培养的因素？答：细胞遗传性；培养的环境条件、PH、通气、营养盐、前体、生长调节剂、搅拌和混合、光照10.怎样建立植物细胞的两相培养？/植物细胞的两相培养有哪两相？答：在培养体系中加入水溶性或脂溶性的有机物或者具有吸附作用的多聚化合物，使培养体系形成上下两相，细胞在水相中生长，合成的次生代谢物转移到有机相中。
11.★简述（植物细胞）悬浮培养具有的优点？答：1）可以增加培养细胞与培养液的接触面，促进营养的吸收12.★简述原生质体的特征？答：原生质体无细胞壁障碍，可以方便的进行有关遗传操作，并可以对膜、细胞器进行基础研究；具有全能性，并能进行人工培养发育成完整植株；原生质体适合进行诱导融合形成杂种细胞。
13.植物原生质体的鉴定与活力测定方法？答：植物原生质体的鉴定：1）低渗爆破法；2）荧光染色法。
植物原生质体活力测定方法：1）染色法2）胞质环流法3）渗透压变化；4）氧电极法。
14.★简述利用培养的植物细胞诱发和筛选突变体的优点？答：通过植物组织或细胞培养可以获得大量的可供选择的各种变异的群体，这些群体的生长容易控制；在很短时间内完成突变体的筛选；在变异的细胞中选择突变体有利于在分子水平上研究突变机制。
超声波细胞破碎仪使用说明
超声波细胞破碎仪使用说明
超声波细胞破碎仪是一种常用的实验室设备，可以用于细胞、组织等生物样品的破碎和分散。
以下是超声波细胞破碎仪的使用说明： 1. 准备工作：将所需细胞、组织等样品放入破碎管中，并加入适量缓冲液或生理盐水，注意不要过多，以免影响破碎效果。
2. 超声波参数设置：根据不同的样品和试验需要，设置合适的超声波参数，包括功率、时间、循环间隔等。
在设置时应当参考相关的文献、经验和实验结果，避免超声波过度破坏样品。
3. 破碎操作：将破碎管插入超声波探头，调整超声波位置，按下启动按钮开始破碎。
在破碎过程中应当定期检查破碎样品状态，避免过度破坏或样品污染。
4. 清洗和消毒：破碎结束后，将超声波探头取出并清洗，以避免残留样品污染下一次破碎。
同时还要对破碎管和其他部件进行清洗和消毒，以保证实验的准确性和可靠性。
5. 维护保养：定期检查超声波设备的电源线、探头等部件是否正常，如发现异常应及时维修或更换，以延长设备使用寿命和保证实验效果。
总之，使用超声波细胞破碎仪需要严格遵守相关操作规程和注意事项，注意样品处理和超声波参数设置，以保证实验结果的准确性和稳定性。
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实验八超声波细胞破碎机在生物工程中的应用
一、实验目的
学习超声波细胞破碎仪在不同细胞破碎中的应用。
二、原理
超声波细胞破碎仪就是将电能通过换能器转换为声能，这种能量通过液体介质而变成一个个密集的小气泡，这些小气泡迅速炸裂，产生的象小炸弹一样的能量，从而起到破碎细胞等物质的作用。
三、主要结构
包括超声波发生器、换能器和隔音箱等。
四、工作参数
包括超声时间、间隙时间、超声功率、保护温度等。
五、细胞超声破碎具体应用
1、大肠杆菌的超声破碎（革兰氏阴性菌）
大肠杆菌发酵后，经过离心收集菌体，菌体用磷酸盐缓冲液PBS按1：10的比例进行重悬菌体，冰浴。
设定超声破碎仪的参数，超声功率700W，超声时间5s，间隙时间5s，全程时间25min，保护温度20℃，超声结束后，离心，取上清或沉淀进行后续实验。
2、芽孢杆菌的超声破碎（革兰氏阳性菌）
一般在缓冲液中加入溶菌酶以促进细胞的裂解。
3、酵母菌的超声破碎（大肠杆菌的超声破碎方法对酵母处理效果不好）
超声功率900W，超声时间5s，间隔时间5s，全程时间20-30分钟。
操作时先取1克左右（湿重）离心收集的菌体，加10毫升裂解液（强裂解液或蜗牛酶），混匀后即可开始。
超声结束后，离心，取上清进行后续实验。
六、超声波破碎仪的使用注意事项
1 、切记空载（一定要将超声变幅杆插入样品后才能开机）。
2、变幅杆（超声探头）入水深度：1.5cm左右，液面高度最好有30mm以上，探头要居中，不要贴壁。
超声波是垂直纵波，插入太深不容易形成对流，影响破碎效率。
3、超声参数设置：设置键好仪器工作参数，对于对温度要求比较敏感的样品（比如细菌）一般外面采用冰浴，实际温度肯定是低于25度，蛋白核酸肯定不会变性。
4、时间：超声时间每次最好不要超过5秒，间隙时间应大于或等于超声时间，以便于热量散发。
时间设定应以超声时间短，超声次数多为原则，可延长超声机子以及探头的寿命。
七、课后思考；
1、为什么革兰氏阴性菌的超声破碎效果比阳性菌要明显，而酵母菌破碎效果不明显呢？
答：因为阴性菌的细胞壁比阳性菌的薄，所以容易进行细胞破碎，其效果就好；但是，酵母菌是真菌，因为其细胞壁和原生质膜令酵母菌在超声波破碎中的效果很不明显。
2、细菌超声破碎加入溶菌酶的目的是什么？超声破碎时为什么要冰浴？
答：目的是为了将细菌的细胞壁和细胞膜消化溶解，提高破碎效果。
由于在超声波破碎机在运行过程中，也是会产生一定的热量，很容易对热敏性的物质产生影响，所以在超声破碎时应该进行冰浴。
3、细胞超声破碎完毕后，离心后如果出现了黑色的沉淀，这是什么东西？为什么会这样？
答：是细胞炭化后的物质。
可能造成的原因：超声时间过程、功率过大、降温不达到要求都会造成该现象的出现。